DE19651148C2 - Method for operating a multi-cylinder internal combustion engine, preferably a gasoline engine - Google Patents

Method for operating a multi-cylinder internal combustion engine, preferably a gasoline engine

Info

Publication number
DE19651148C2
DE19651148C2 DE19651148A DE19651148A DE19651148C2 DE 19651148 C2 DE19651148 C2 DE 19651148C2 DE 19651148 A DE19651148 A DE 19651148A DE 19651148 A DE19651148 A DE 19651148A DE 19651148 C2 DE19651148 C2 DE 19651148C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
exhaust
valves
speed
intake
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19651148A
Other languages
German (de)
Other versions
DE19651148A1 (en
Inventor
Heiko Dipl Ing Neukirchner
Joachim Dr Ing Boehme
Frank Dr Ing Schwabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Original Assignee
IAV Motor GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IAV Motor GmbH filed Critical IAV Motor GmbH
Priority to DE19651148A priority Critical patent/DE19651148C2/en
Publication of DE19651148A1 publication Critical patent/DE19651148A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19651148C2 publication Critical patent/DE19651148C2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0215Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • F01N13/107More than one exhaust manifold or exhaust collector
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/02Gas passages between engine outlet and pump drive, e.g. reservoirs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0257Independent control of two or more intake or exhaust valves respectively, i.e. one of two intake valves remains closed or is opened partially while the other is fully opened
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0261Controlling the valve overlap
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/08Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing for rendering engine inoperative or idling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D41/0007Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
    • F02F1/4214Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads specially adapted for four or more valves per cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D2013/0292Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation in the start-up phase, e.g. for warming-up cold engine or catalyst
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D2041/001Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors, vorzugsweise Ottomo­ tors mit zwei Einlaß- und zwei Auslaßventilen pro Zylinder, einem Turbolader sowie einem nachgeschalteten Abgasrei­ nigungssystem mit Katalysator gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a method for operating a Multi-cylinder internal combustion engine, preferably Ottomo tors with two intake and two exhaust valves per cylinder, a turbocharger and a downstream exhaust gas series cleaning system with catalyst according to the preamble of Main claim.

Vorbekannt ist durch die Schrift DE 36 07 838 C2 ein gattungsgemäßer Verbrennungsmotor mit 4 Ventilen pro Zy­ linder und einem Abgasturbolader. Beide Einlaßventile des Motors werden mit unterschiedlicher Steuerzeit betrieben und weisen je einen Ansaugkanal auf. Der Ansaugkanal des einen Einlaßventiles ist mittels eines Drosselorgans gegen den Ansaugtrakt verschließbar. Beide Auslaßventile eines Zylinders sind an einem Abgasrohr angeschlossen, das an einem nachgeschalteten Abgasturbolader mündet und die­ sen beaufschlagt. Dem Abgasturbolader ist ausgangsseitig die Auspuffanlage angeschlossen. Mittels der unterschiedli­ chen Steuerzeiten und der Verschließbarkeit eines der An­ saugkanäle wird die Ladungsbewegung im Zylinder- und Brennraum vom Betriebszustand abhängig eingestellt.It is previously known from DE 36 07 838 C2 generic internal combustion engine with 4 valves per cy linder and an exhaust gas turbocharger. Both intake valves of the Motors are operated with different control times and each have an intake duct. The intake duct of the an inlet valve is against by means of a throttle the intake tract can be closed. Both exhaust valves one Cylinders are connected to an exhaust pipe that connects to a downstream exhaust gas turbocharger opens and the sen applied. The exhaust gas turbocharger is on the output side the exhaust system connected. By means of the differ Chen tax times and the lockability one of the An suction channels the charge movement in the cylinder and Combustion chamber set depending on the operating state.

Vorbekannt ist es durch die Schrift DE 31 45 835 A1 bei Verbrennungsmotoren mit Abgasturbolader einzeln geführte Auspuffrohre vor der Turbine von strömungsgünstig nach­ einander wirkenden Zylindern in Gruppen zusammenzufas­ sen. Die Sammelrohre der beiden Zylindergruppen sind je­ weils einem der nebeneinanderliegenden zwei Flutungska­ näle einer einstufige einwärts beaufschlagten Radialturbine angeschlossen. Im Zustand des getrennten Beaufschlagens der Flutungskanäle durch die Zylindergruppen wird die Tur­ bine im Stoßbetrieb betrieben. Innerhalb der Radialturbine befindet sich zwischen den Flutungskanälen ein zu öffnen­ der und schließbarer Verbindungsquerschnitt für die Abgas­ ströme der beiden Zylindergruppen. Bei geöffneter Verbin­ dung wird die Turbine im Staubetrieb betrieben.It is previously known from DE 31 45 835 A1 Internal combustion engines with exhaust gas turbochargers individually guided Exhaust pipes in front of the turbine from streamlined to to combine interacting cylinders in groups sen. The headers of the two cylinder groups are each because of one of the two adjacent flooding ka channels of a single-stage inward radial turbine connected. In the state of separate application the flood channels through the cylinder groups becomes the door bine operated in rush mode. Inside the radial turbine is located between the flood channels to open one the closable cross-section for the exhaust gas currents of the two groups of cylinders. With the connection open The turbine is operated in the accumulation mode.

Vorbekannt ist es durch die Schrift DE 34 39 999 A1 bei Verbrennungsmotoren mit 2 Abgasturboladern, daß vom er­ sten stets taktgerecht geöffneten Auslaßventil eines jeden Zylinders einzeln geführte Auspuffrohre zur Abgasturbine eines ersten kleineren Turboladers geführt sind und diese im Stoßbetrieb beaufschlagen. Die zweiten Auslaßventile jedes Zylinders sind über einen Abgaskrümmer zusammengefaßt an der Turbine eines zweiten größeren Turboladers ange­ schlossen. Dieser Abgastrakt ist über ein ansteuerbares By­ passventil direkt zur Abgasanlage hin entlastbar. Beide Tur­ bolader speisen parallel den Ansaugtrakt des Motors. Zur Optimierung der Förderung des ersten Turboladers sind die zweiten Auslaßventile abschaltbar bzw. mit geringem Hub betreibbar und zusätzlich noch der Abströmquerschnitt des zweiten Turboladers zur Abgasanlage hin drosselbar. Mit den vorbeschriebenen Mitteln wird eine optimale Aufladung und direktes Ansprechen des Motors bei allen Betriebszu­ ständen, insbesondere aber bei geringer Drehzahl und Last erzielt.It is previously known from DE 34 39 999 A1 Internal combustion engines with 2 exhaust gas turbochargers that he most always open exhaust valve of each Cylinder individually guided exhaust pipes to the exhaust gas turbine of a first smaller turbocharger and these in Impact operation. The second exhaust valves each Cylinders are combined via an exhaust manifold attached to the turbine of a second larger turbocharger closed. This exhaust tract is via a controllable by Pass valve can be relieved directly to the exhaust system. Both doors bolader feed the intake system of the engine in parallel. For The optimization of the promotion of the first turbocharger are the second exhaust valves can be switched off or with a small stroke operable and additionally the outflow cross section of the second turbocharger can be throttled to the exhaust system. With The means described above will ensure optimal charging and direct response of the engine in all operating conditions stand, but especially at low speed and load achieved.

Vorbekannt ist es durch die Schrift DE 43 07 380 A1 bei Verbrennungsmotoren mit Abgasturbolader, daß die Abgas­ leitung einer Zylindergruppe den Abgasturbolader beauf­ schlagt und die Abgasleitung der zweiten Zylindergruppe in einer stromab von der Abströmseite des Abgasturboladers in einer Ejektordüsenanordnung mündet. Mit dieser Anord­ nung werden für beide Zylinderbänke etwa gleiche Abgas­ gegendrücke realisiert sowie der Turbolader eingangsseitig mit Druck beaufschlagt und ausgangsseitig am Turbolader eine Druckabsenkung bewirkt. Besonders wird damit im niedrigen Last- und Drehzahlbereich die Leistung des Tur­ boladers angehoben.It is previously known from DE 43 07 380 A1 Internal combustion engines with exhaust gas turbochargers that the exhaust gas line of a cylinder group act on the exhaust gas turbocharger strikes and the exhaust pipe of the second cylinder group in one downstream from the downstream side of the exhaust gas turbocharger in an ejector nozzle arrangement opens. With this arrangement approximately the same exhaust gas for both cylinder banks realized counter pressure and the turbocharger on the input side pressurized and on the output side of the turbocharger causes a drop in pressure. This is particularly important in low load and speed range the performance of the door boladers raised.

Vorbekannt ist durch die Schrift DE 43 12 085 A1 ein Steuerungssystem für den Ladungswechsel eines Verbrennungsmotors mit mechanisch angetriebenem Lader und nachgeschaltetem Abgaskatalysator sowie folgender spezieller Ausführung und Funktion:
DE 43 12 085 A1 discloses a control system for the charge change of an internal combustion engine with a mechanically driven charger and a downstream catalytic converter, as well as the following special design and function:

  • - Jeder Zylinder des Verbrennungsmotors weist zwei Einlaß- und Auslaßventile auf, wobei diese Ventile paarweise jeweils alternativ von einem, der zwei mit unterschiedlicher Öffnungscharakteristik versehenen Nocken, betrieben werden können.- Each cylinder of the internal combustion engine has two intake and exhaust valves on, these valves in pairs alternately from one of the two with different opening characteristics provided cams operated can be.
  • - Sowohl für die Paare der Einlaßventile als auch für die Auslaßventile ist alternativ eine lange oder kurze Öffnungsperiode mittels der unterschied­ lichen Nocken einstellbar.- Both for the pairs of intake valves and for the exhaust valves alternatively a long or short opening period using the difference adjustable cam.
  • - Ist die Öffnungsperiode sowohl für die Einlaßventile als auch für die Auslaß­ ventile kurz, so ergibt sich eine kurze Überschneidung von Ein- und Auslaß.- Is the opening period for both the intake valves and the exhaust valves short, there is a short overlap of inlet and outlet.
  • - Ist die Öffnungsperiode sowohl für die Einlaßventile als auch für die Auslaß­ ventile lang, so ergibt sich eine lange Überschneidung von Ein- und Auslaß.- Is the opening period for both the intake valves and the exhaust long valves, there is a long overlap of inlet and outlet.

Diese Art der Steuerung regelt ausschließlich die Überschneidung von Ein- und Auslaß während des Betriebes, dabei öffnen stets alle vier Ventile eines Zylinders, ohne Rücksicht auf den jeweiligen Betriebszustand. Damit sind stets die gesamten Einlaß- und Auslaßquerschnitte eines Zylinders beim Ladungswechsel wirksam. Dies ist für die Ansaug- und Auslaßströmungsverhältnisse beim Ladungswechsel nicht für alle Lastzustände optimal.This type of control only regulates the overlap of cutting and Outlet during operation, all four valves of a cylinder always open, regardless of the current operating status. So that is always the whole Inlet and outlet cross sections of a cylinder are effective when changing loads. This is for the intake and exhaust flow conditions when changing loads not optimal for all load conditions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem vor­ zugsweise fremdgezündeten Verbrennungsmotor mit vier Ventilen pro Zylinder und Turboaufladung sowie einer nach­ geschalteten Abgasanlage mit Katalysator, die Auswechsel­ vorgänge hinsichtlich optimaler Füllung des Motors, gutem Ansprechen des Turboladers in allen Lastbereichen und schnellem Anspringen des Katalysators zu steuern.The invention has for its object in one preferably spark-ignition internal combustion engine with four Valves per cylinder and turbocharger as well as one after switched exhaust system with catalytic converter, the replacement processes regarding optimal filling of the engine, good Response of the turbocharger in all load ranges and to control the rapid start of the catalyst.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches beschriebene Betriebsweise bei einem Verbrennungsmotor mit Aufladung und vier Ventilen, von denen je ein Aus- und Einlaßventil abschaltbar ist, gelöst. Die angegebene Aufteilung der Bereiche von Zwei-, Drei- und Vierventilbetrieb im Betriebskennfeld ist hinsichtlich der erzielten Parameter für Leistung, Drehmomenthöhe und -verlauf sowie Kraftstoffverbrauch günstig.This task is accomplished by the in the characterizing part of the main claim mode of operation in a Internal combustion engine with supercharging and four valves, from each of which an outlet and inlet valve can be switched off, solved. The specified division of the areas from two, three and four-valve operation in the operating map is regarding the parameters achieved for power, torque level and history and fuel consumption favorable.

In den Unteransprüchen genannte weiter Maßnahmen op­ timieren das Betriebsverhalten. Diese werden in der nach­ folgenden Beschreibung zusammen mit den Wirkungen erörtert.Further measures mentioned in the subclaims op timed the operating behavior. These are in the after following description along with the effects discussed.

Anhand einer Zeichnung wird ein Verbrennungsmotor mit Aufladung zusammen mit den Betriebskennfeldern ge­ mäß des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.Using a drawing, an internal combustion engine with charging together with the operating maps explained according to the inventive method.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 einen Verbrennungsmotor mit Aufladung und vier Ventilen je Zylinder, von denen je ein Aus- und Einlaßventil abschaltbar ist, in schematisierter Darstellung, Fig. 1 an internal combustion engine with supercharging and four valves per cylinder, of which can be switched off a respective outlet and inlet valve, in a schematic representation;

Fig. 2 ein Betriebskennfeld mit den Bereichen von Zwei-, Drei- und Vierventilbetrieb, Fig. 2 shows an operation map of the areas of two-, three- and four-valve operation,

Fig. 3 ein Betriebskennfeld mit den Bereichen von Zwei-, Drei- und Vierventilbetrieb nach einem Anfahren. Fig. 3 shows an operating map with the areas of two, three and four valve operation after starting.

In Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau eines Verbrennungs­ motors gezeigt der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfah­ ren betrieben werden kann.In Fig. 1 the basic structure of an internal combustion engine is shown which can be operated according to the inventive method.

Der Motor 1 ist mit vier Zylindern Zylinderblock 4 ausge­ stattet, die jeweils zwei Ein- 3 und zwei Auslaßventile 4 auf­ weisen. Jeweils eines der Ein- 3a und eines der Auslaßven­ tile 4a ist abschaltbar. Dabei können je nach Motorkonzep­ tion die abschaltbaren Ventile 3a; 4a einer Seite der Zylin­ derhälften oder diagonal im Zylinder angeordnet sein. Diese Ventile 3a; 4a sind im abgeschalteten Zustand stets ge­ schlossen oder führen aus betriebstechnischen Gründen, z. B. zum Freihalten der Ventilsitze, nur einen den Ladungs­ wechsel nicht beeinflussenden Minimalhub aus. Beide Aus­ laßventile 4; 4a eines Zylinders münden in einem Abgaska­ nal 40, wobei die Abgaskanäle 40 aller Zylinder des Motors 1 einem Abgassammelkrümmer 5 mit einem nachgeschalte­ ten Abgasturbolader 6 angeschlossen sind. Vom Abgastur­ bolader 6 gelangt das Abgas in eine mit einem Abgaskataly­ sator 80 ausgestatteten Abgasanlage 8.The engine 1 is equipped with four cylinders cylinder block 4 , each having two inlet 3 and two outlet valves 4 . One of the inlet 3 a and one of the outlet valve 4 a can be switched off. Depending on the engine concept, the valves 3 a; 4 a half of the cylinder or be arranged diagonally in the cylinder. These valves 3 a; 4 a are always closed when switched off or run for operational reasons, e.g. B. to keep the valve seats free, only a minimal change not influencing the charge change. From both lassventile 4 ; 4 a of a cylinder open into an exhaust gas channel 40 , the exhaust gas channels 40 of all cylinders of the engine 1 being connected to an exhaust manifold 5 with a downstream exhaust gas turbocharger 6 . From the exhaust gas bolader 6 , the exhaust gas reaches an exhaust gas system 8 equipped with an exhaust gas catalyst 80 .

Der Abgasturbolader 6 speist den Ansaugtrakt 7 des Mo­ tors 1, der sich zu den einzelnen Zylindern bzw. deren Ein­ laßkanälen 30 hin verzweigt. Im Ansaugtrakt 7 ist ein Lade­ luftkühler 71 angeordnet.The exhaust gas turbocharger 6 feeds the intake tract 7 of the motor 1 , which branches out to the individual cylinders or their inlet ducts 30 . In the intake tract 7 , a charging air cooler 71 is arranged.

Fig. 2 zeigt das Betriebskennfeld eines vorbeschriebenen Motors 1 mit den Kennlinien von maximalem Drehmoment NMdmax und zugehöriger Leistung N in relativierter Dar­ stellung, jeweils bezogen mit seinen Drehmoment- und Drehzahlgrößen auf das Nenndrehmoment NMd bzw. die Nenndrehzahl nN. Eingezeichnet sind die Bereiche V2; V3; V4 des Betriebes mit zwei 3; 4, drei 3; 3a; 4a oder vier 3; 3a; 4; 4a Ventilen je Zylinder gemäß den im Hauptanspruch an­ gegebenen Grenzen und Parameter. Dabei bedeutet:
V2 Jeder Zylinder wird nur mit einem Ein- und einem Aus­ laßventil betrieben.
V3 Jeder Zylinder wird mit zwei Einlaßventilen und einem Auslaßventil betrieben.
V4 Jeder Zylinder wird mit beiden Ein- und Auslaßventilen betrieben.
Fig. 2 shows the operating map of a motor 1 described above with the characteristic curves of maximum torque NMd max and associated power N in a relative Dar position, each based on its torque and speed variables to the nominal torque NMd or the nominal speed nN. The areas V2 are shown; V3; V4 of operation with two 3 ; 4 , three 3 ; 3 a; 4 a or four 3 ; 3 a; 4 ; 4 a valves per cylinder according to the limits and parameters given in the main claim. Here means:
V2 Each cylinder is operated with only one inlet and one outlet valve.
V3 Each cylinder is operated with two intake valves and one exhaust valve.
V4 Each cylinder is operated with both intake and exhaust valves.

Die stark eingegrenzten Flächen mit jeweils nur einfacher Schraffur kennzeichnen den prinzipiellen Bereichen der je­ weilig angegebenen Betriebsart. Die dazwischen liegenden Flächen mit mehrfacher Schraffur bilden die Variations­ breite für die Bereiche des Betriebes mit zwei, drei oder vier Ventilen gemäß dem Angaben in den Ansprüchen 1 und 6.The strongly delimited areas with only easier ones  Hatching characterize the principal areas of each operating mode. The in between Areas with multiple hatching form the variations wide for the areas of operation with two, three or four Valves as specified in claims 1 and 6.

Es zeigte sich, daß mit dem angegebenen Betriebsberei­ chen ein vorteilhaftes Verhalten bei Lastwechsel, sparsamer Verbrauch bei niedrigen und mittleren Drehzahlen, sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Laststufen, erreicht wird. Oberhalb der vorgenannten Betriebsbereiche werden die bei Vierventil-Motoren üblichen Ergebnisse erzielt.It turned out that with the specified operating range favorable behavior when changing loads, more economical Low and medium speed consumption, both at high as well as at low load levels. Above the aforementioned operating areas, the at Four-valve engines achieved common results.

Vorteilhaft für den Ladungswechsel ist es, wenn im unte­ ren Drehzahlbereich entsprechend 20 bis 50% der Nenn­ drehzahl nN jene, die taktgemäß öffnenden Einlaßventile 3; 3a betätigende Nockenwelle zu späterem Öffnen als bei ho­ hen Drehzahlen hin verstellt wird.It is advantageous for the gas exchange if in the lower speed range corresponding to 20 to 50% of the nominal speed nN those that open the intake valves 3 ; 3 a actuating camshaft to be opened later than at high speeds.

Im Kaltstartbetrieb wird nur je ein Ein- 3 und Auslaßven­ til 4 pro Zylinder taktgemäß betrieben, was eine schnellere Erwärmung der Zylindereinheiten fördert. Zusätzlich wird jene, die Auslaßventile 4 betätigende, Nockenwelle zu frü­ herem Öffnen als bei Betriebstemperatur verstellt. Mit letz­ terer Maßnahme wird einerseits eine höherer Druck für den Turbolader zu Verfügung gestellt, womit der Ladedruck er­ höht wird, und andererseits dem Katalysator heißeres Abgas zugeführt. Der Katalysator gelangt damit schneller auf Be­ triebstemperatur.In cold start operation, only one inlet 3 and outlet valve 4 per cylinder are operated according to the cycle, which promotes faster heating of the cylinder units. In addition, the camshaft that actuates exhaust valves 4 is adjusted to open earlier than at operating temperature. With the latter measure, on the one hand, a higher pressure is made available for the turbocharger, which increases the boost pressure, and on the other hand, hotter exhaust gas is supplied to the catalytic converter. The catalyst thus reaches operating temperature more quickly.

Im Leerlaufbetrieb wird vorteilhaft nur jeweils ein Ein- 3 und Auslaßventil 4 pro Zylinder taktgemäß betrieben. Dies sichert einerseits einen geringeren Aufwand an Leistung für den Ventiltrieb und andererseits sofortigen V2 Betrieb beim Erhöhen der Motordrehzahl zum Anfahren oder Beschleuni­ gen des Fahrzeuges.In idle mode, only one intake valve 3 and one exhaust valve 4 are advantageously operated per cycle. On the one hand, this ensures less effort for the valve train and, on the other hand, immediate V2 operation when increasing the engine speed to start or accelerate the vehicle.

Bei Anfahrvorgängen wird der V2 Betrieb bis zum Errei­ chen einer Mindestgeschwindigkeit Vmin nVmin und/oder zu einer das Nennmoment NMd ergebenden Drehzahl nNMd beibehalten, siehe Fig. 3. In diesem Betriebskennfeld sind als Grenzen für den V3-Betrieb im Lastbereich bis zu 35% Nmdm und im Drehzahlbereich von nVmin bis 60% nV ein­ gezeichnet.When starting, V2 operation is maintained until a minimum speed V min nV min and / or a speed nNMd resulting in the nominal torque NMd is reached, see Fig. 3. In this operating map, the limits for V3 operation in the load range are up to 35 % Nmdm and in the speed range from nV min to 60% nV.

BezugszeichenlisteReference list

11

Motor
engine

22nd

Zylinderblock
Cylinder block

33rd

Einlaßventile
Inlet valves

3030th

Einlaßkanäle
Inlet channels

33rd

aschaltbare Einlaßventile
Switchable inlet valves

44th

Auslaßventil
Exhaust valve

4040

Abgaskanal
Exhaust duct

44th

aabschalbare Auslaßventile
removable exhaust valves

55

Abgassammelkrümmer
Exhaust manifold

66

Abgasturbolader
Exhaust gas turbocharger

77

Ansaugtrakt
Intake tract

7171

Ladeluftkühler
Intercooler

88th

Abgasanlage
Exhaust system

8080

Abgaskatalysator
NMdNennmoment, es entspricht dem höchsten Drehmo­ ment des Motors.
nNNenndrehzahl sie entspricht der Drehzahl mit höchster Leistung.
nNMdDrehzahl, bei der höchstes Drehmoment vom Motor abgegeben wird.
nVmin
Catalytic converter
NMd nominal torque, it corresponds to the highest torque of the motor.
nNNominal speed it corresponds to the speed with the highest performance.
nNMdspeed at which the highest torque is delivered by the engine.
nV min

Drehzahl, bei der im Anfahrgang eine Mindestge­ schwindigkeit erreicht wird.
V2Betriebsbereich in dem jeder Zylinder nur mit einem Ein- und einem Auslaßventil betrieben wird.
V3Betriebsbereich in dem jeder Zylinder mit beiden Ein­ laßventilen, jedoch nur einem Auslaßventil betrieben wird.
V4Betriebsbereich in dem jeder Zylinder mit beiden Ein­ laß- und Auslaßventilen betrieben wird.
NLeistung bei Mdmax
Speed at which a minimum speed is reached in the starting gear.
V2 Operating range in which each cylinder is operated with only one intake and one exhaust valve.
V3 Operating range in which each cylinder is operated with two intake valves, but only one exhaust valve.
V4 Operating range in which each cylinder is operated with both intake and exhaust valves.
Performance at Md max

Mdmax Md max

max. Drehmoment - Vollast
nDrehzahl des Motors
Max. Torque - full load
n Engine speed

Claims (6)

1. Verfahren zum Betreiben eines Mehrzylinder-Verbrennungsmotors, der vorzugsweise in einem Fahrzeug als Ottomotor betrieben wird, mit folgenden Merkmalen:
  • 1. jeder Zylinderkopf weist zwei Einlaß- und zwei Auslaßventile auf,
  • 2. die Einlaßventile haben unterschiedliche Öffnungszeiten,
  • 3. ein Einlaßkanal ist betriebszustandsabhängig absperrbar,
  • 4. im Hochdrehzahlbereich sind jeweils beide Ein- und Auslaßventile wirksam,
  • 5. beide Auslaßventile jedes Zylinders sind über einen Abgaskanal am Abgastrakt angeschlossen, der in einem nachgeschalteten Abgasturbo­ lader eingangsseitig mündet,
  • 6. der Abgasturbolader ist ausgangsseitig mit einem Abgasreinigungs­ systemverbund,
gekennzeichnet durch folgende Betriebsweisen,
  • 1. im unteren Drehzahlbereich, entsprechend 20% bis 50% der Nenn­ drehzahl (nN), und unterhalb des Lastmomentes von 25% bis 35% des Nennmomentes (NMd) werden zwei Auslaßventile (4; 4a) und ein Einlaßventil (3) taktgemäß betrieben, wobei diese Betriebsart (V3) darüber hinaus bis zu einer Drehzahl entsprechend 60% der Nenn­ drehzahl (nN) eingestellt sein kann,
  • 2. bei einem Lastmoment oberhalb von 25% bis 35% des Nennmomentes (NMd) wird nur je ein Ein- (3) und Auslaßventil (4) pro Zylinder taktge­ mäß betrieben, wobei diese Betriebsart (V2) bis zum Erreichen des Nennmomentes (NMd) bzw. bis zu einer Drehzahl entsprechend 35% der Nenndrehzahl (nN) beibehalten wird.
1. Method for operating a multi-cylinder internal combustion engine, which is preferably operated in a vehicle as a gasoline engine, with the following features:
  • 1. each cylinder head has two intake and two exhaust valves,
  • 2. the inlet valves have different opening times,
  • 3. an inlet duct can be shut off depending on the operating state,
  • 4. Both intake and exhaust valves are effective in the high speed range,
  • 5. Both exhaust valves of each cylinder are connected to the exhaust tract via an exhaust gas duct, which ends on the inlet side in a downstream exhaust gas turbo charger.
  • 6. the exhaust gas turbocharger is connected on the output side to an exhaust gas cleaning system,
characterized by the following modes of operation,
  • 1. in the lower speed range, corresponding to 20% to 50% of the nominal speed (nN), and below the load torque of 25% to 35% of the nominal torque (NMd), two exhaust valves ( 4 ; 4 a) and one intake valve ( 3 ) are clocked operated, this operating mode (V3) can also be set up to a speed corresponding to 60% of the nominal speed (nN),
  • 2. at a load torque above 25% to 35% of the nominal torque (NMd) only one intake ( 3 ) and exhaust valve ( 4 ) per cylinder is operated according to the cycle, this operating mode (V2) until the nominal torque (NMd ) or up to a speed corresponding to 35% of the nominal speed (nN).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Drehzahlbereich, entsprechend 20% bis 50% der Nenndreh­ zahl (nN), die Nockenwelle, welche die taktgemäß öffnenden Einlaßventile (3) betätigt, zu einem späteren Öffnen dieser Einlaßventile (3) als bei hohen Drehzahlen verstellt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that in the lower speed range, corresponding to 20% to 50% of the nominal speed (nN), the camshaft, which actuates the intake valves ( 3 ) opening in time, for a later opening of these intake valves ( 3 ) than being adjusted at high speeds. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kaltstartbetrieb nur je ein Ein- (3) und Auslaßventil (4) pro Zylinder taktgemäß betrieben wird.3. The method according to claim 1, characterized in that in cold start operation only one inlet ( 3 ) and outlet valve ( 4 ) is operated per cycle. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Kaltstartbetrieb die, die Auslaßventile (4) betätigende Nockenwelle zu früherem Öffnen hin verstellt wird, als bei Betriebstemperatur.4. The method according to claim 3, characterized in that in the cold start operation, the exhaust valves ( 4 ) actuating camshaft is adjusted to open earlier than at operating temperature. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Leerlaufbetrieb je ein Ein- (3) und Auslaßventil (4) pro Zylinder taktgemäß betrieben wird.5. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that one idle ( 3 ) and one exhaust valve ( 4 ) is operated per cylinder in idle mode. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anfahrvorgängen jeweils ein Ein- (3) und Auslaßventil (4) pro Zylinder taktgemäß betrieben wird, wobei diese Betriebsart (V2) bis zum Erreichen einer Mindestgeschwindigkeit und / oder zu einer das Nennmoment (NMd) ergebenden Drehzahl (nVmin oder nNMd) eingestellt bleibt.6. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that one starting ( 3 ) and one exhaust valve ( 4 ) per cylinder are operated according to the clock during starting operations, this operating mode (V2) until a minimum speed is reached and / or a speed (nV min or nNMd) resulting in the nominal torque (NMd) remains set.
DE19651148A 1996-12-10 1996-12-10 Method for operating a multi-cylinder internal combustion engine, preferably a gasoline engine Expired - Fee Related DE19651148C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19651148A DE19651148C2 (en) 1996-12-10 1996-12-10 Method for operating a multi-cylinder internal combustion engine, preferably a gasoline engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19651148A DE19651148C2 (en) 1996-12-10 1996-12-10 Method for operating a multi-cylinder internal combustion engine, preferably a gasoline engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19651148A1 DE19651148A1 (en) 1998-06-25
DE19651148C2 true DE19651148C2 (en) 1999-07-08

Family

ID=7814140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19651148A Expired - Fee Related DE19651148C2 (en) 1996-12-10 1996-12-10 Method for operating a multi-cylinder internal combustion engine, preferably a gasoline engine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19651148C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016219343A1 (en) * 2016-10-06 2018-04-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for operating an internal combustion engine and internal combustion engine

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8166948B2 (en) * 2006-04-25 2012-05-01 Manousos Pattakos Throttle-less engine with improved variable valve system
WO2009040642A1 (en) * 2007-09-27 2009-04-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust device and control device for internal combustion engine
JP6015565B2 (en) 2013-06-06 2016-10-26 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine
DE102019124961B4 (en) * 2019-09-17 2023-05-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Drive arrangement with switchable exhaust valves

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3145835A1 (en) * 1981-11-19 1983-05-26 Mataro Co. Ltd., Georgetown, Grand Cayman Islands Method for the operation of the exhaust gas turbocharger of a piston internal combustion engine and piston internal combustion engine
DE3306355A1 (en) * 1983-02-24 1984-08-30 Ford-Werke AG, 5000 Köln INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH VARIABLE CHANGE-OF-CHARGE TIMES
DE3437330A1 (en) * 1984-10-11 1986-04-24 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8500 Nürnberg AIR-COMPRESSING, SELF-IGNITION OR FORD-IGNITIONED 4-STROKE COMBUSTION ENGINE WITH DIRECT FUEL INJECTION, TURBOCHARGING AND LOAD-RELATED INTERNAL EXHAUST GAS RECIRCULATION
DE4312085A1 (en) * 1992-04-13 1993-10-14 Mazda Motor Control system for supercharged fuel-injected IC engine - has variable valve overlap, e.g. being longer for low speed and high load than for other regimes
DE4307380A1 (en) * 1993-03-09 1994-09-15 Opel Adam Ag Internal combustion engine with at least two cylinder banks

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3145835A1 (en) * 1981-11-19 1983-05-26 Mataro Co. Ltd., Georgetown, Grand Cayman Islands Method for the operation of the exhaust gas turbocharger of a piston internal combustion engine and piston internal combustion engine
DE3306355A1 (en) * 1983-02-24 1984-08-30 Ford-Werke AG, 5000 Köln INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH VARIABLE CHANGE-OF-CHARGE TIMES
DE3437330A1 (en) * 1984-10-11 1986-04-24 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8500 Nürnberg AIR-COMPRESSING, SELF-IGNITION OR FORD-IGNITIONED 4-STROKE COMBUSTION ENGINE WITH DIRECT FUEL INJECTION, TURBOCHARGING AND LOAD-RELATED INTERNAL EXHAUST GAS RECIRCULATION
DE4312085A1 (en) * 1992-04-13 1993-10-14 Mazda Motor Control system for supercharged fuel-injected IC engine - has variable valve overlap, e.g. being longer for low speed and high load than for other regimes
DE4307380A1 (en) * 1993-03-09 1994-09-15 Opel Adam Ag Internal combustion engine with at least two cylinder banks

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016219343A1 (en) * 2016-10-06 2018-04-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for operating an internal combustion engine and internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
DE19651148A1 (en) 1998-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1375868B1 (en) Engine brake apparatus for a turbocharged IC engine
DE10297129B4 (en) Method for controlling the boost pressure of a turbocharged internal combustion engine and associated internal combustion engine
EP1008735B1 (en) Supercharger device for an internal combustion engine
DE102015205707B4 (en) Method for operating an exhaust gas turbocharged self-igniting internal combustion engine with a cylinder that can be deactivated
DE102005055996A1 (en) Drive device for motor vehicle, has exhaust-gas turbocharger devices assigned to outlet valves, such that exhaust gas channels assigned to valves are connected with turbine wheels of turbocharger devices, respectively
DE102015214616B4 (en) Method for operating a exhaust-gas-charged internal combustion engine with partial deactivation
DE102004032589A1 (en) Internal combustion engine with exhaust gas aftertreatment and method for its operation
DE202014100426U1 (en) Exhaust turbo-charged internal combustion engine with deactivatable cylinder
DE10354280A1 (en) Compact turbocharged engine with cylinder deactivation
EP2801714A1 (en) ICE with a cylinder which can be switched off and method to operate such an ICE
DE102004028482B4 (en) Internal combustion engine
DE102007046656B4 (en) Method for operating an internal combustion engine, internal combustion engine
DE102011077148A1 (en) Heavy oil operated internal combustion engine for e.g. passenger car, has cylinders whose exhaust gas is delivered to inlet side of engine via pump, where cylinders are equipped with low-sulfur fuel appropriate for exhaust gas recirculation
WO2005111400A1 (en) Method for operating an internal combustion engine, and internal combustion engine for carrying out said method
DE202015102239U1 (en) Exhaust Turbo-charged internal combustion engine with partial shutdown and parallel turbines
DE19651148C2 (en) Method for operating a multi-cylinder internal combustion engine, preferably a gasoline engine
DE102015207539B4 (en) Exhaust Turbo-charged internal combustion engine with partial shutdown and parallel turbines and method for operating such an internal combustion engine
DE102015200045A1 (en) Method for the optimized operation of an internal combustion engine and internal combustion engine for carrying out such a method
DE19739054A1 (en) IC engine esp. Otto engine, with turbocharger
DE102017212065B4 (en) Supercharged internal combustion engine with turbines arranged in parallel and a method for operating such an internal combustion engine
DE202013102078U1 (en) Charged internal combustion engine with deactivatable cylinder
DE102016200432A1 (en) Internal combustion engine in partial operation
DE102015220972A1 (en) A method of operating a exhaust-gas-fired four-cycle self-igniting internal combustion engine with partial deactivation and a self-igniting four-cycle internal combustion engine for carrying out such a method
DE102015008292A1 (en) Drive unit, including for a motor vehicle
DE102015015890A1 (en) Method for operating an internal combustion engine of a motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: IAV GMBH INGENIEURGESELLSCHAFT AUTO UND VERKEHR, 1

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20130702